FPGA开发中的脚本语言

多数FPGA开发者都习惯图形化界面（GUI）。GUI方式简单易学，为小项目提供了一键式流程。然而，随着FPGA项目越来越复杂，在很多情况下GUI工具就阻碍了工作效率。因为GUI工具不能对整个开发过程提供足够的灵活性和控制。另一方，GUI工具本身会占用很大一部CPU资源和内存。

脚本语言的选择

在IC和FPGA的最常用的是TCL，Perl以及Shell。除此之外，还有可能用到其他的脚本语言。比如，Xilinx工具脚本语言还有Ruby和Python。

TCL

顾名思义，Tool Command Language，它的工具交互性要好些，可以很好地运用于书写工具命令脚本。尤其是目前很大一部分EDA工具是支持TCL语言的，应该说它们的母语就是TCL。综合功能的EDA软件都采用TCL语言，比如，DC、Vivado、quartus、Synplify等。TCL是面向ASIC和FPGA设计工具的一种近乎标准的脚本语言。EDA工具都按这种格式下约束（Vivado的时序约束和管脚物理约束），TCL本身就是为了配合工具使用的，没有太大的独立价值。TCL语法不同于其他脚本语言，许多开发者很难习惯。TCL具有良好的文档和团队支持。Xilinx在Vivado的安装中附带了一个自定义的TCL——xtclsh。如果要启动TCL输入：

$ xtclsh –v #display TCL version。

Perl

Perl 是一种流行的脚本语言，广泛应用于EDA等工具中，特别是在ASIC的验证和后端设计中。Perl用来做一些极其强大的文字处理，减少重复性工作。比如修改ECO，将小design整合成大design，自动跑各种随机化的仿真，极其有用。Vivado也附带了自定义的Perl解释器xilperl。perl在文本处理上应该是无人能及，寥寥几行代码就可以做到别的代码很多行才能处理好的文本。但Perl脚本的可读性比较差。

Shell

Linux的发行版默认的一般都是bash。Unix发行版比如，FreeBSD默认的shell是csh。因为早期EDA软件都是运行在Unix操作系统上，而且csh的脚本语言类似于C语言，所以，ASIC开发中会用到很多csh脚本。然而，bash 除了拥有csh 的很多特性外，还能提供shell 函数，命令行编辑，过程处理等特性。所以bash在Linux发行版中占有很大的份额。

维特根斯坦说：“我的语言界限便是我世界的界限。”不存在完美的语言描述这个世界，每种语言都其特定的用途。选择何种语言会考虑很多因素，如现有项目设置、设计团队的经验、熟悉的工具和脚本、灵活性以及与其他工具的定制和集成。如果偏处理文本学perl，偏工具交互学tcl。一方面，语言都是相通的，只要有C语言基础，学什么都快。另一方面，我们选学习哪儿语言是因为我们不想学习所有这些语言。实际的开发中除了脚本语言会极大地提高工作外，许多开发者也喜欢用make 工具进行FPGA编译，因为make能够是自动跟踪检查。

语言的存在是为了解决问题，而工业社会的特点是分工，效率。所以，选择合适语言解决合适的问题才是王道。

参考文献：

[1] Perl等脚本语言在IC设计中有哪些用处？https://www.zhihu.com/question/29692226.

[2] Evgeni Stavinov. 在命令行模式下使用Xilinx工具. FPGA高手设计实战真经100则. 电子工业出版社. 2013,10.